被服繊維の吸湿過程における熱機械特性変化

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1.装置の改良について 現有の熱機械分析装置の試料セル部分に枝付き管を挿入して二重円筒様にし、枝部分より定湿度エア-を一定速度で導入し、かつ管下部より二重管部を経て排気できるようにした。また、高速応答・微小サイズ型の湿度センサーを試料近傍に取付け試料雰囲気をモニターできるようにした。一定湿度エア-は、乾燥空気発生装置より得た乾燥空気と、恒温槽に取付けた泡発生装置より得た湿潤空気を、三叉バルブを用いて混合することにより発生させた。2.試料について 蛋白質繊維は、吸湿により結晶や非晶分子の配列状態を変えることが知られているので興味深い。そこで、今回はそのモデルとして絹繊維より得たフィブロンを試料とすることとし、それを溶解・フィルムキャスティングして使用した。力学測定においてフィルムを利用するメリットの一つとして、そのサイズを設定し易いことがあげられる。3.試料の熱機械特性について 試料に正弦伸縮を与えて応力応答の時間遅れを測定する動力学試験を行った。結果は弾性率解析ソフトを用いて解析した。その結果、極く微量の吸湿により弾性率が約100倍増加するが、0.2%の初期伸長を行った状態で強制振動を行うと約10%RHを堺に弾性率が再び100倍低下することがわかった。すなわち、極く微量の吸湿は分子を再配列させて弾性率を高めるが、10%RHの吸湿によりその構造がくずれる、と考えた。